汾河运城段水质评价及超标污染因子控制分析

卫 伟

（太原理工大学研究生院，山西 太原 030024）

1 河道水质监测情况

运城处于汾河最下段，是控制污染物排入黄河的最后一道关口。近年来，由于上中游过量开采水资源，河道径流锐减，同时超标超量排放污水，导致汾河进入运城已严重污染，而汾河经过新绛、稷山、河津三县城人口及工业密集区，大量排入城市污水及工业废水，污染进一步加重。国家环保部门在新绛站（运城入口）和河津大桥（运城出口）设立了两处监测断面，每月（河道断流除外）对汾河水质进行监测，监测项目包括流量、DO（溶解氧）、CODcr（化学需氧量）、BOD5（生化需氧量）、氨氮、总氮、LAS（阴离子表面活性剂）等25项，从两站2005—2010年6年监测结果看，有多项指标超过《地表水环境质量标准》中Ⅴ类水质标准，其中运城段超标而且加重的污染项目主要有DO、CODcr、BOD5、氨氮、总氮、LAS等。监测结果表明，2005—2010年污染程度逐渐减轻，尤其是2010年，两站所有指标明显下降，CODcr已达到或接近Ⅴ类水质要求，说明环保治理及监管成效显著，但综合评价指标仍满足不了水功能区划对水质标准的要求。根据水环境保护功能区划分，汾河运城段新绛、稷山、河津划为三级防治区。干流两侧河谷平原和半山丘陵区，对应于农业用水功能要求Ⅴ类水质河段。按地表Ⅴ类水质要求，2010年河津断面DO达到Ⅳ类水质标准，CODcr超标0.31倍，BOD5超标0.69倍，氨氮超标7.67倍，总氮超标9.32倍，说明运城段有机物、非金属无机物污染仍很严重，目前水质仍属超Ⅴ类水。

2 现状水质评价

根据监测资料，运用单因子评价法和内梅罗指数法对两断面2010年各项监测指标进行计算分析，并参考《内梅罗水质指数污染等级划分标准》对汾河水质进行评价。新绛站里断面的平均污染指数1.19，综合指数7.15，属严重污染水质，说明汾河进入运城之前就受到严重污染。河津大桥断面平均污染指数1.28，综合指数7.35，属严重污染水质。两断面相比，河津平均污染指数高0.09，综合指数高0.2，进一步说明运城境内污染加重，河道水环境治理还需加大力度。

3 污染指数变化趋势分析

通过对2005年加大治理监管以来6年的资料整理，分别进行内梅罗指数评价。从指数变化分析，2005—2008年呈增高趋势，2008—2010年呈下降趋势，而且河津和新绛两断面都是2008年达到最高值，这是整个流域污染治理力度和源自经济增长带来的污染增排综合作用的体现，2005—2008年指数增大是由于污染物各单项指标下降但污染物总量惯性增长造成的，2008—2010年指数下降趋势说明，综合治理力度遏制了污染物惯性增量，由此预测未来指数将会进一步下降。

但是内梅罗指数也存在问题，虽然增加了污染最大因子总氮的考量，但总氮和氨氮偏高，可在一定程度上满足农业灌溉用水水质，在其他因子都下降或者已经满足Ⅴ类水标准要求，仅此项增高，也会导致内梅罗指数上升，造成对水质的误判。因此除了内梅罗指数，还应该对每一项超标污染因子进行具体分析。

4 排污口排污情况

导致各污染因子增高的原因，主要是各类污水超河道纳污能力排放造成的。2010年6月，河道和环监部门对沿河排污口进行了调查摸底，运城汾河干流现有主要入河排污口19处，日排放总量8.5万t。其中，城市及农村生活污水口12处，日排量4.1万t，包括经过处理排放的3.1万t和未处理直接排放及混合型污水1万t；造纸厂排污口4处，日排量3.9万t；化肥类3处，日排量0.5万t。主要污染源是城乡污水和造纸厂废水，分别占该段总排量的48.2%，45.9%。各排污口分布在新绛、稷山、河津三县城共计9 km的范围内。因此，三座县城是污染监控的重点区段。

5 超标污染因子变化趋势及原因

对超标因子变化趋势进行分析，虽然超标或个别波动，但总趋势都在下降，有些指标已经接近标准值。

5.1 总氮、氨氮

2010年，就汾河运城段总氮、氨氮两项指标来看，河津比新绛分别增加0.56和1.32，说明区段内排入量超过了河道自然消减量，从排污调查可知，区段点污染源主要是新绛煤化园和稷山丰喜。虽然日排量只有5 000 t，但氨氮含量均值达42.9 mg/L，最高范围值达127 mg/L，这是造成该段河道该两项指标河津比新绛增高的主要原因。但两断面都超出Ⅴ类标准8～10倍，说明不只存在点源污染，还有面源污染。汾河中下游是全省重要的农业产区，近30年过量使用化肥导致大量氨氮随地下水排入河道，造成该项指标严重超标，所以削减该两项污染因子，不仅要治理点源污染，而且要重点防止面源污染，否则难以从根本上解决水污染问题。

5.2 CODcr因子分析

CODcr是反映河水还原性物质的主要指标，两断面2005—2010年分别削减46.1%，64.2%，CODcr单项已接近达标，而且下降趋势平稳，说明对工业废水和生活污水综合控制效果明显，这些处理设施已进入正常运行状态，并得到环监部门在线监测严密控制。

5.3 BOD5因子分析

BOD5是反映河水有机物含量主要指标。两断面2005—2010年下降趋势明显，且比较平稳，说明随着沿线城市污水集中处理排放后水质总体改善，但河津断面2008年出现少量反弹，分析其原因，可能是由来自万荣县混合型污水进入河道造成的，在此之前，该部分污水靠峨嵋台地沿途沟道渗漏，未进入汾河。随着该县城污水处理厂的建成使用，2009年以来河道BOD5明显下降，已接近达标。

5.4 LAS因子分析

LAS主要是生活污水的洗涤剂成分。随着汾河沿线城市污水的集中收集处理，6年来该指标在两断面大幅度平稳下降，其中新绛下降60%，河津下降78.6%。目前的污水处理率76%，新绛城郊散户以6 700 t/d的生活污水近河直排，还有其他农村和城郊生活污水也在沿线汇入汾河，下一步要进行集中处理。从进入运城段LAS就已超标的情况来分析，运城上游各地市要提高污水处理率，确保汾河出口水质达标。

5.5 DO及河道自净能力

溶解氧（DO）是反映水体自净能力的指标，提高DO就是增加河道生命力。纯水大约为9 mg/L，低于4 mg/L鱼类难以生存。由于河道的自净能力有限，如果污染物浓度超过某一界限，河道对污染物失去降解功能，会导致河水永久性污染，河道将变成排污沟。根据近年观测，当汾河DO值低于0.5时，河水明显发黑、发臭，基本失去自净能力。

河水DO含量由大气复氧和河道耗氧来决定，对于同一条河道，大气复氧条件是固定的。河道耗氧包括河水污染物耗氧和底泥耗氧，底泥耗氧与河水CODcr有很好的相关性，经实验研究，汾河运城段其相关系数可达0.8，说明底泥与河水还原性物质存在交换现象，其实质是河水污染物在底泥的沉积和再释放，所以DO主要取决于河水还原性物质和有机物浓度，并由该两种污染物总量和河道流量决定。要保持河道自净能力，除控制污染物总量外，还要保证河道有一个最低限度的基流。通过近年监测资料分析，以2010年污染物排放现状为标准，DO要到Ⅴ类水标准，河道流量不能小于5 m3/s。所以除了对沿途污染物进行综合处理外，还要控制沿途取水，或者通过跨流域调水，使汾河常年保持最基本的生态基流。

6 结论

第一，从监测断面资料综合评价分析，汾河进入运城已经严重污染，而且在区段有所加重，但通过历年变化趋势分析，污染状况已得到遏制，正趋于好转。

第二，对排污单位不能只执行行业标准，要以满足河道功能区划的Ⅴ类水为目标，逆向对各排污单位超标污染因子进行动态管理，从严控制。

第三，保持河道生命力不但要实行控制排污，而且要保证河道不少于5 m3/s的生态基流，维持河道自净能力。